package sjg.DataStructures.stack;

import javax.lang.model.type.ArrayType;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

/**
 * 逆波兰表达式实现计算器 _ 支持小括号和整数，只支持对整数的计算。
 */
public class PolandNotation {

    public static void main(String[] args) {
        // 完成中缀表达式转后缀表达式
        // 1+((2+3)*4)-5 => 转成 1, 2, 3, +, 4, *, +, 5, -
        String s = "1+((2+3)*4)-5";
        List<String> list1 = toInfixExpression(s);
        System.out.println("中缀表达式对应的list" + list1.toString());
        List<String> list2 = parseInfixExpression(list1);
        System.out.println("后缀表达式 ：" + list2);
        System.out.println("结果为：" + calculate(list2));

//        // 先创建一个逆波兰表达式
//        // （30+4）*5-6=164
//        String suffixPolandNotation = "30 4 + 5 * 6 -";
//        List<String> list = getListString(suffixPolandNotation);
//        System.out.println("rpnList=" + list);
//        int res = calculate(list);
//        System.out.println("计算结果：" + res);
    }

    /**
     * 将得到的中缀表达式对应的list => 后缀表达式对应的list
     */
    public static List<String> parseInfixExpression(List<String> ls) {
        // 定义两个栈
        //
        Stack<String> s1 = new Stack<>();// 符号栈
        ArrayList<String> s2 = new ArrayList<>();// 存储中间结果的 栈

        for (String item : ls) {
            //如果是一个数字，加入s2
            if (item.matches("\\d+")) {
                s2.add(item);
            } else if (item.equals("(")) {
                s1.push(item);
            } else if (item.equals(")")) {
                // 如果是右括号，则依次弹出s1栈顶的运算符，并压入s2，直到遇到左括号为止，此时将这一堆括号丢弃
                while (!s1.peek().equals("(")) {
                    s2.add(s1.pop());
                }
                s1.pop();// 将( 弹出s1栈，消除小括号
            }else{
                // 当item的优先级小于等于s1栈顶运算符，将s1栈顶的运算符弹出并加入到s2中，再次转到(4.1) 与s1中新的栈顶运算符相比较
                while (s1.size() != 0 && Operation.getValue(s1.peek()) >= Operation.getValue(item)) {
                    s2.add(s1.pop());
                }
                // 还需要将item压栈
                s1.push(item);
            }
        }

        // 将s1中剩余的运算符依次弹出并加入s2
        while (s1.size() != 0) {
            s2.add(s1.pop());
        }

        return s2; // 注意因为是存放到List，因此按顺序输出就是对应的后缀表达式的list
    }

    public static List<String> toInfixExpression(String s) {
        // 定义一个list，存放中缀表达式对应的内容
        List<String> list = new ArrayList<>();
        int i = 0;// 这是一个指针，用于遍历中缀表达式字符串
        String str; // 对多位数的拼接
        char c;// 每遍历到一个非数字，就放入到c
        do {
            // 如果c是一个非数字，需要加入到list
            if ((c = s.charAt(i)) < 48 || (c = s.charAt(i)) > 57) {
                list.add("" + c);
                i++;
            } else { // 如果是一个数，需要考虑多位数
                str = "";// 先将str置成"" '0'[48]->'9'[57]
                while (i < s.length() && (c = s.charAt(i)) >= 48 && (c = s.charAt(i)) <= 57) {
                    str += c;// 拼接
                    i++;
                }
                list.add(str);
            }
        } while (i < s.length());
        return list;
    }

    /**
     * 将一个逆波兰表达式，依次将数据和运算符放入到ArrayList中
     *
     * @param suffixPolandNotation 逆波兰表达式
     * @return list
     */
    private static List<String> getListString(String suffixPolandNotation) {
        // 将 suffixPolandNotation 分隔
        String[] split = suffixPolandNotation.split(" ");
        return new ArrayList<>(Arrays.asList(split));
    }

    /**
     * 完成对逆波兰表达式的计算
     *
     * @param list 逆波兰表达式转换的字符数组
     * @return res 计算结果
     */
    private static int calculate(List<String> list) {
        // 创建一个栈
        Stack<String> stack = new Stack<>();
        // 遍历ls
        for (String item : list) {
            // 使用正则表达式取值
            if (item.matches("\\d+")) { // 匹配的是多位数
                // 入栈
                stack.push(item);
            } else {
                // pop出两个数，并运算，再入栈
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                if (item.equals("+")) {
                    res = num1 + num2;
                } else if (item.equals("-")) {
                    res = num1 - num2;
                } else if (item.equals("*")) {
                    res = num1 * num2;
                } else if (item.equals("/")) {
                    res = num1 / num2;
                } else {
                    throw new RuntimeException("运算符有误");
                }
                // 把res入栈
                stack.push("" + res);
            }
        }
        // 最后留在栈中的数据是运算结果
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    }


    /**
     * 中缀表达式 --> 后缀表达式
     * （30+4）*5-6 --> 30 4 + 5 * 6 -
     */
    private static List<String> convertPolandNotation() {


        return null;
    }

}


// 定义一个类，用于输入符号，返回符号优先级
class Operation {
    private static final int ADD = 1;
    private static final int SUB = 1;
    private static final int MUL = 2;
    private static final int DIV = 2;

    public static int getValue(String operation) {
        int res = 0;
        switch (operation) {
            case "+":
                res = ADD;
                break;
            case "-":
                res = SUB;
                break;
            case "*":
                res = MUL;
                break;
            case "/":
                res = DIV;
                break;
            default:
                System.out.println("不存在该运算符");
                break;
        }
        return res;
    }
}